JP2007534501A - 拡張収縮可能なコイラーマンドレル - Google Patents

Abstract

【課題】
経済的且つ生態学的利点に優れたマンドレルの改良された潤滑を達成されること。
【解決手段】
この発明は、外周に少なくとも一つの楔面（３）を有する回転可能に支承されたコイラーマンドレル軸（２）と、外周に特に金属ストリップ用巻付け面（５）を有し、巻付け面（５）から反対を向いた端領域（６）にはコイラーマンドレル軸（２）の楔面（３）と共働する少なくとも一つの反対楔面（７）を有する多数の共働するセグメント（４）と、コイラーマンドレル軸（２）に対してその軸線方向にセグメント（４）を移動させる手段（８）と、潤滑剤、特に潤滑グリースをコイラーマンドレル（１）内の箇所（１０）に案内され、潤滑を必要とする導管システム（９）とを有する金属ストリップを巻付ける拡張収縮可能なコイラーマンドレル（１）において、導管システム（９）が潤滑剤ポンプ（１１）と接続しており、この際にこの潤滑剤ポンプ（１１）がポンプ過程を実施する操作要素（１２）を有し、潤滑剤ポンプ（１１）がセグメント（４）を移動させる手段（８）或いはコイラーマンドレル軸（２）と、そして操作要素（１２）が両要素（２、８）の他方に、セグメント（４）を移動させる手段（８）の操作の際にポンプ過程が実施される形式に接続されている。

Description

この発明は、外周に少なくとも一つの楔面を有する回転可能に支承されたコイラーマンドレル軸と、外周に特に金属ストリップ用巻付け面を有し、巻付け面から反対を向いた端領域にはコイラーマンドレル軸の楔面と共働する少なくとも一つの反対楔面を有する多数の共働するセグメントと、コイラーマンドレル軸に対してその軸線方向にセグメントを移動させる手段と、潤滑剤、特に潤滑グリースをコイラーマンドレル内の箇所に案内され、潤滑を必要とする導管システムとを有する金属ストリップを巻付ける拡張収縮可能なコイラーマンドレルに関する。

前記種類のコイラーマンドレルは、例えば鋼ストリップ製造の際に必要とされる。そのコイラーマンドレルには、ストリップは例えば別の製造行程をストリップに実施するために巻き上げられるか、又は巻き解かれる。ストリップがマンドレル上に滑らずに巻き上げられるか、又は巻き解かれるので、マンドレルは拡張収縮可能である。即ちストリップを巻き上げるために設けたマンドレル巻付け面は直径を変更され得る。また、コイラーマンドレルは例えば巻上げ過程中に液圧にて拡張されるので、マンドレルと金属ストリップの間の動力伝達結合が生じる。

この場合には、コイラーマンドレルの安定で再生可能な運転のために、コイラーマンドレルが十分に潤滑剤、特に潤滑グリースを供給されることが必要である。時間に関する運転特性は同じままである。その外に、摩耗が阻止される。

コイラーマンドレルを潤滑するために、種々の解決策が知られている：
一方では、潤滑は手動で潤滑隙間にわたって実施されて、それは所定時間間隔で行われる。投入されたグリースが次の潤滑にまで間に合うにちがいない。許容できないグリース流出により過潤滑をもたらされるけれども、それは特に問題なしと見做される、というのは、しばしばグリース損失が流力作用によってコイラーマンドレル内で生じるからである。

少なくとも駆動側では、自由軸端をもつコイラーマンドレルの他の潤滑の可能性としては、静止グリースポンプから回転する回転分配器による潤滑がある。グリースはこれによりコイラーマンドレルに案内される。この場合には、グリースによる永久的供給は中央潤滑の範囲に企図されて、それは特に熱コイラーの場合に企図され得る。

特殊鋼コイラーマンドレルでは、しばしば操作側軸端にてマンドレル支持軸受を介して停止状態の際に自動的に差し込み可能な媒体継手によってグリース接続部が形成され、それにより潤滑が実施される。コイラーマンドレルの運転には、グリース接続部が取り外される。

永久に作用する潤滑剤分配器も公知であるけれども、その分配器はしばしば、すべての潤滑箇所の良好な供給を確保するために、必要なグリース圧を作用できない。

欧州特許第７２２７９１号明細書（特許文献１）から、マンドレル軸におけるすべての潤滑箇所が中央に給油できる拡張可能なコイラーマンドレル用の潤滑装置が知られている。この場合には、ここではマンドレル軸の中央孔内にパトローネが挿入され、供給すべき潤滑箇所に接続されている。さらに、この接続部が中央グリース分配部に設けられ、この孔がパトローネ内にグリースを供給する。

ドイツ特許出願公開第２０３２５４２号明細書（特許文献２）からも、コイラーマンドレルの潤滑箇所への供給はマンドレル内に一体化されたグリース導管システムによって企図され、この場合には、このシステムは圧力媒体源の供給導管に接続されている。この際に潤滑剤はそのような導管や分配部材を介してコイラーマンドレルに供給される。

同様な解決策が米国特許第２５７８９５３号明細書（特許文献３）や米国特許第４２１３５７７号明細書（特許文献４）から知られている。

予め知られた解決策では、しばしば多過ぎる或いは少な過ぎる潤滑量がコイラーマンドレルに、特に、潤滑すべき箇所に供給されるという欠点がある。この場合には、欠乏潤滑は過剰潤滑と同様に大きな欠点である。この欠乏潤滑では、コイラーマンドレル内で互いに滑る面が磨り減らし得る。過剰潤滑では、必要とするより高い費用を生じるばかりでなく、費用をかけて除去されなければならない環境汚染をももたらし得る。

前記問題点は、追加的に、コイラーマンドレル内の流力により潤滑を必要とされる箇所に潤滑剤の通路遠心分離を生じることによって激化される。

他の解決策では、潤滑グリースを供給するために、媒体システムが所定時間間隔でコイラーマンドレルに接続されなければならないときに、取扱い操作が非常に欠点である。
欧州特許第７２２７９１号明細書 ドイツ特許出願公開第２０３２５４２号明細書 米国特許第２５７８９５３号明細書 米国特許第４２１３５７７号明細書

この発明の課題は、前記欠点が回避されるように、前記種類のコイラーマンドレルを形成する。それによって経済的且つ生態学的利点に優れているマンドレルの改良された潤滑が達成されるべきである。

この発明によるこの課題の解決策は、導管システムが潤滑剤ポンプと接続しており、この際にこの潤滑剤ポンプがポンプ過程を実施する操作要素を有し、潤滑剤ポンプがセグメントを移動させる手段或いはコイラーマンドレル軸と、そして操作要素が両要素の他方に、セグメントを移動させる手段の操作の際にポンプ過程が実施される形式に接続されていることを特徴とする。

この発明思想は、さらに、潤滑剤ポンプがコイラーマンドレルを拡張する、或いは収縮する軸方向移動運動の際にのみ作動され、潤滑を必要とする箇所の潤滑が行われる。この場合には、潤滑剤ポンプの操作がコイラーマンドレル内の移動運動から誘導されるので、潤滑のために外部制御、運動或いは供給は無用である。

第一の実施態様は、潤滑剤ポンプが潤滑剤貯蔵容器と接続していることを企図する。この貯蔵容器は、必要に応じて比較的大きな時間間隔で後で充填されるか、或いは交換される。さらに、潤滑剤ポンプは潤滑剤貯蔵容器内部に配置されている。さらに、潤滑剤貯蔵容器がコイラーマンドレルの軸方向端領域内に配置されるときに、利点である。

潤滑剤ポンプの任意の幅にマンドレルに配置された潤滑点も確実に潤滑剤を供給するために、潤滑剤ポンプは特に少なくとも１５０バールの潤滑圧を伝達するのに適している。

操作要素はコイラーマンドレルの軸線方向に整合されたピンとして形成され得る。

コイラーマンドレル軸に対してセグメントを移動させる手段は、コイラーマンドレル軸の中央孔に配置された引張ロッド及び引張ロッドと連結された圧力テーブルを有する。この場合には、ピン状操作要素が少なくとも圧力テーブルの軸方向端領域に通過され、コイラーマンドレル軸の軸方向端に当接する。この場合に、潤滑剤ポンプが潤滑剤貯蔵容器内に配置されて、圧力テーブルにしっかりと固定されている；潤滑剤ポンプの操作要素が圧力板の軸方向に整合された孔を貫通され、コイラーマンドレル軸の軸方向端に当接する。コイラーマンドレル軸と圧力テーブルの間の軸方向移動の際には、潤滑剤ポンプが作動される。

別の実施態様は、潤滑剤ポンプと潤滑すべき箇所の間の導管システムには、少なくとも一つの潤滑剤分配器が配置され、潤滑剤を異なる導管路で異なる潤滑すべき箇所に分岐することを企図する。特に、第一潤滑剤分配器が潤滑剤を潤滑剤ポンプから各セグメントへ分岐し、この際に各セグメントには一個づつの第二潤滑剤分配器が配置され、潤滑剤を楔面と逆楔面の各接触箇所に案内する。

操作要素を含める潤滑剤ポンプ及び潤滑剤貯蔵容器が補強可能なユニットとしてコイラーマンドレルに配置されていることは、特別の利点を備える。それにより現存のコイラーマンドレルシステムをこの発明により提案された解決策に変えることが可能である。

この発明の提案は、非常に簡単に、それで価値のある形式に、高い装置的費用をかける必要なしに、例えば２０以上の多数の潤滑箇所を比較的大きなグリース導管長さにより確実に潤滑剤を供給することが可能である。この必要なグリース圧は、比較的幅広な導管距離も確実に克服するために、問題なく伝達され得る。

この発明による提案の場合には、このコイラーマンドレルが実際に使用されるときに、いつも潤滑輸送が行われる。コイラーマンドレルが膨張されなくても、収縮されなくても、潤滑が行われない、というのは、この潤滑はこの運転状態では必要がないからである。拡張或いは収縮が行われるときに初めて、潤滑システムが作動される。それにより必要な場合に、即ちマンドレルの各作業行程では、永久的潤滑が行われる。それにより最小量潤滑が長い時間にわたり可能である。コイラーマンドレルはマンドレルの運動頻度に応じて自動的にグリースを供給する。それ故に、マンドレルの可動部材の滑り面はいつも十分な潤滑剤供給を有し、それによりほぼ一定の摩擦値が確保され、そのことは運転では特に好ましい。即ち、運動抵抗はマンドレルの拡張或いは収縮の際に運転時間中には決して変更しない。

企図されたグリース貯蔵容器は自給自足に潤滑箇所を供給するので、外部媒体供給システムにコイラーマンドレルを連結することが不必要である。それにより操作費用が著しく減少される。その外に、その他の必要なエネルギー供給（流れ）源への連結が省略される。大きな時間間隔では、グリース貯蔵容器が後から満たされるか、或いは交換される。

マンドレルが移動するときにのみ、潤滑が行われるので、監視も、例えば監視装置による監視が不必要である。

全体で、コイラーマンドレルの運転用の費用が回避され、供給システムの連結の際の圧力監視部或いはエンドスイッチ位置のような監視手段が余分になる。潤滑の自動化は簡単な形式で可能である。

図面には、この発明の実施例が図示されている。

図には、膨張できるか、或いは収縮できるコイラーマンドレル１が図示されており、その膨張或いは収縮は巻付け面に関係する。このコイラーマンドレル１は、軸方向に多数の楔面３を備えるコイラーマンドレル軸２を有する。このコイラーマンドレル軸２は実施例では四つのセグメント４により包囲され（特に図３を参照）、それらセグメントはそれぞれに円リングのおよそ四分の一を形成する。半径方向外面には、セグメント４は金属ストリップを巻き上げるために用いられるそれぞれ一個の巻付け面５を有する。各セグメント４のこの巻付け面５と反対に向いた端領域６は、楔角度から楔面３に一致する逆楔面７を有する。

すぐに図１と図２に採用され得るように、これは、軸方向Ａにおけるコイラーマンドレル軸２に対するセグメント４のこの軸方向移動の際には、セグメント４の拡張、即ち外方移動、或いはセグメント４の収縮が行われることを意味する。

コイラーマンドレル軸２に対するセグメント４のこの軸方向移動は、コイラーマンドレル軸２の中央孔１４に配置されている引張ロッド１５を有する手段８によって実行される。この引張ロッド１５は軸方向端に圧力テーブル１６を備えている。中央孔１４内の軸方向Ａにおける引張ロッド１５の運動の場合には、圧力テーブル１６は一致して移動する。この圧力テーブルは半径方向外方に延長する操作部材１９を有し、その操作部材はセグメント４の空所２０に係合する。これによりセグメント４は引張ロッド１５の移動値だけ軸方向Ａに移動される。

楔面３と７はその接触面にはコイラーマンドレル１の良好な作業のために拡張或いは収縮の際に潤滑グリースを供給されなければならない箇所１０を意味する。それ故に、この潤滑箇所１０にはコイラーマンドレル１の拡張或いは収縮の際に導管システム９によって潤滑グリースが供給される。

このために、コイラーマンドレル１の軸方向端領域にねじ込まれる潤滑剤貯蔵容器１３に配置されている潤滑剤ポンプ１１が用いられる。この場合には、ポンプ１１と容器１３は、それらがしっかりと圧力テーブル１６と連結されるように配置される。

圧力テーブル１６は潤滑剤ポンプ１１用の操作要素１２が配置されている孔２１を有する。この場合に、孔軸線は軸方向Ａに向く。さらに、ピン状に形成された操作要素１２がその軸方向端によりコイラーマンドレル軸２の軸方向端に当接する。

コイラーマンドレル軸２と、圧力テーブル１６と潤滑剤貯蔵容器１３を備える潤滑剤ポンプ１１を含めるセグメント４との間の相対的軸方向移動では、これは、コイラーマンドレル軸２に当接する操作要素１２が移動されて、それでポンプ１１が作動するので、このグリースが容器１３から導管システム９に送られることを意味する。この輸送は専ら部材２と４、１６、１１の相対移動の際に行われるので、この時のみ潤滑箇所１０は潤滑グリースを供給される。それ故に、正確に正しいグリース量が潤滑箇所１０に供給される。欠乏潤滑も、過剰潤滑も生じない。潤滑剤ポンプ１１の輸送出力は適切に選択され得る。

まず最初に、潤滑剤貯蔵容器１３内に存在する潤滑グリースはポンプ過程の際に吸込み管２２を介してプンプ１１により吸込まれて、導管２３を介して導管２４に、この導管を介して第一潤滑剤分配器１７に輸送される。この第一潤滑剤分配器１７はグリース容量を四つの道に分割し、それを全体として四つの第二潤滑剤分配器１８に案内し；各第二潤滑剤分配器１８はセグメント４に付属されている。各第二潤滑剤分配器１８から潤滑グリースは分配孔２５に到達し、この際に各セグメント４はそのような分配孔を有する。最も良く図１から見られるように、分配孔２５から送り孔２６は個々の潤滑すべき箇所１０で分岐する。

適切に、潤滑グリースはコイラーマンドレル軸２内の導管２７を介して潤滑箇所１０の送り孔２８に案内され得る。

潤滑システムの構成に基づいて、コイラーマンドレル１は自動的に且つ拡張或いは収縮に関するマンドレルの移動頻度に依存して潤滑する。回転分配器或いは場合によってはエンドスイッチによる電気的位置監視部を備える外部媒体継手による外部接続部は不必要である。大きな導管長さと四つの潤滑箇所に必要な高いグリース圧は任意に高く発生され、それはポンプ１１の設計或いは選択によって確定できる。

潤滑箇所の最小潤滑剤量による供給は自給自足で外部供給手段なしに行われ得る。グリース種類は専門家的にそれぞれのコイラーマンドレルの必要要件に基づいて選択される。

ポンプ１１を含める潤滑剤貯蔵容器１３が現存のシステムに補強され得ることが利点である。これは、可動部材の最小量潤滑の費用の適切な可能性を提供する。潤滑箇所１０における一定グリースフイルムによって摩擦とそれによるコイラーマンドレル１の内部抵抗とが一定に保持されている。欠乏潤滑による変更とそれによるマンドレルの自動阻止の危れは回避される。直線的コイラーマンドレルは、そのセグメントが楔面にわたり調整可能にストリップ重量とストリッププレスからの負荷を支持し、永久的潤滑によってのみ移動中に確保され得るほぼ一定な摩擦値を必要とする。

拡張可能なコイラーマンドレルを側面図に断面表示で示す。 図１によるコイラーマンドレルの右軸方向端領域を拡大表示で示す。 コイラーマンドレルの正面図（軸方向Ａに見て）を示す。

符号の説明

１．．．．コイラーマンドレル
２．．．．コイラーマンドレル軸
３．．．．楔面
４．．．．セグメント
５．．．．巻付け面
６．．．．端領域
７．．．．逆楔面
８．．．．セグメントを移動させる手段
９．．．．潤滑剤用の導管システム
１０．．．潤滑箇所
１１．．．潤滑剤ポンプ
１２．．．操作要素
１３．．．潤滑剤貯蔵容器
１４．．．中央孔
１５．．．引張ロッド
１６．．．圧力テーブル
１７．．．第一潤滑剤分配器
１８．．．第二潤滑剤分配器
１９．．．操作部材
２０．．．空所
２１．．．孔
２２．．．吸込み管
２３．．．導管
２４．．．導管
２５．．．分配孔
２６．．．送り孔
２７．．．導管
２８．．．送り孔
Ａ．．．．軸（線）方向

Claims (11)

1. 外周に少なくとも一つの楔面（３）を有する回転可能に支承されたコイラーマンドレル軸（２）と、
   外周に特に金属ストリップ用巻付け面（５）を有し、巻付け面（５）から反対を向いた端領域（６）にはコイラーマンドレル軸（２）の楔面（３）と共働する少なくとも一つの反対楔面（７）を有する多数の共働するセグメント（４）と、
   コイラーマンドレル軸（２）に対してその軸線方向（Ａ）にセグメント（４）を移動させる手段（８）と、
   潤滑剤、特に潤滑グリースをコイラーマンドレル（１）内の箇所（１０）に案内され、潤滑を必要とする導管システム（９）と
   を有する金属ストリップを巻付ける拡張収縮可能なコイラーマンドレル（１）において、 導管システム（９）が潤滑剤ポンプ（１１）と接続しており、この際にこの潤滑剤ポンプ（１１）がポンプ過程を実施する操作要素（１２）を有し、潤滑剤ポンプ（１１）がセグメント（４）を移動させる手段（８）或いはコイラーマンドレル軸（２）と、そして操作要素（１２）が両要素（２、８）の他方に、セグメント（４）を移動させる手段（８）の操作の際にポンプ過程が実施される形式に接続されていることを特徴とするコイラーマンドレル。
2. 潤滑剤ポンプ（１１）は潤滑剤貯蔵容器（１３）と接続していることを特徴とする請求項１に記載のコイラーマンドレル。
3. 潤滑剤ポンプ（１１）は潤滑剤貯蔵容器（１３）内に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のコイラーマンドレル。
4. 潤滑剤貯蔵容器（１３）はコイラーマンドレル（１）の軸方向端領域に配置されていることを特徴とする請求項２或いは請求項３に記載のコイラーマンドレル。
5. 潤滑剤ポンプ（１１）は少なくとも１５０バールの潤滑圧力を伝達するのに適していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のコイラーマンドレル。
6. 操作要素（１２）は軸線方向（Ａ）に整合されたピンとして形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のコイラーマンドレル。
7. コイラーマンドレル軸（２）に対してセグメント（４）を移動させる手段（８）はコイラーマンドレル軸（２）の中央孔（１４）に配置された引張ロッド（１５）及び引張ロッドと結合した圧力テーブル（１６）を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のコイラーマンドレル。
8. ピン状操作要素（１２）は少なくとも圧力テーブル（１６）の軸方向端領域に貫通され、コイラーマンドレル軸（２）の軸方向端に当接することを特徴とする請求項６或いは７に記載のコイラーマンドレル。
9. 潤滑剤ポンプ（１１）と潤滑すべき箇所（１０）の間の導管システム（９）には、少なくとも一つの潤滑剤分配器（１７、１８）が配置されており、その分配器は潤滑剤を異なる導管路に異なる潤滑すべき箇所（１０）で分岐することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のコイラーマンドレル。
10. 第一潤滑剤分配器（１７）が潤滑剤を潤滑剤ポンプ（１１）から各セグメント（４）に分岐し、各セグメント（４）には一個づつの第二分配器（１８）が配置されており、その分配器は潤滑剤を楔面（３）と逆楔面（７）の各接触箇所（１０）に案内されることを特徴とする請求項９に記載のコイラーマンドレル。
11. 操作要素（１２）と一緒の潤滑剤ポンプ（１１）及び潤滑剤貯蔵容器（１３）は補強可能なユニットとしてコイラーマンドレル（１）に配置されていることを特徴とする請求項２乃至１０のいずれか一項に記載のコイラーマンドレル。

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